Макроструктурный анализ
1. Теоретические основы работы
1.1. Сущность макроструктурного анализа
Макроструктурный анализ дает представление об общем строении металла и позволяет оценить его качество после различных видов обработки: литья, обработки давлением, сварки, термической и химико-термической обработки.
Контроль структуры может быть отнесен к методам оценки качества как сплава, так и отливки. Специальные требования к макро- и микроструктурам отливок общего назначения обычно не предъявляют. Иногда такие требования имеются, но носят факультативный характер или вообще даются для сведения. Но в то же время уровень механических и технологических свойств отливки непосредственно связан с типом и параметрами макро- и микроструктуры. Поэтому в тех случаях, когда бездефектная отливка бракуется по механическим свойствам, а по химическому составу никаких отклонений не имеет, то приходится обращаться к контролю микро- и макроструктуры сплава.
макроскопический анализ заключается в определении строения металла (макростроения) невооруженным глазом или через лупу при небольших увеличениях (до 30 раз). В этом случае можно одновременно наблюдать большую поверхность заготовки, что часто позволяет судить о качестве металла и определять условия предшествующей обработки, влияющие на сплошность металла и особенности его строения после затвердевания при литье, а также характер и качество обработки, применявшейся для придания детали окончательного внешнего вида.
Макроанализ в отличие от микроскопического анализа не позволяет определить всех особенностей строения металла. Поэтому часто макроанализ является не окончательным, а лишь предварительным видом исследования. По данным макроанализа можно выбрать те участки изучаемой детали, которые надо подвергнуть дальнейшему, более подробному микроскопическому исследованию.
С помощью макроанализа можно определить:
вид излома – вязкий, хрупкий, нафталинистый, камневидный и т.д.
нарушения сплошности металла – усадочную рыхлость, центральную пористость, свищи, подкорковые пузыри, межкристаллитные трещины; трещины, возникшие при обработке давлением и термической обработке; флокены в стали, дефекты сварки (в виде непровара, газовых пузырей);
дендритное строение, зону транскристаллизации, размеры и ориентацию зерен в литом металле;
волокнистую структуру деформированного металла;
структурную или химическую неоднородность металла, созданную термической, термомеханической и химико-термической обработкой;
химическую неоднородность литого металла (ликвацию) и присутствие в нем инородных включений;
прокаливаемость (для инструментальных сталей, для которых требуется сохранение вязкой сердцевины.
1.2. Изучение макроструктуры
Макроструктуру(строение металла, видимое без увеличения или при небольшом увеличении) можно изучать не только непосредственно на поверхности металла (например, отливок, поковок), но и в изломе заготовки, а также после предварительной подготовки исследуемой поверхности, заключающейся в ее шлифовании и травлении специальными реактивами. При этом вид излома определяют непосредственным наблюдением, тогда как остальные особенности макростроения на макрошлифах.
Отбор проб для анализа макроструктуры, порядок изготовления образцов, виды внутренних дефектов и оценка степени дефектности регламентируются ГОСТ 10243-75. Терминология и характеристика макродефектов поверхности содержится в ГОСТ 20847-75 и ГОСТ 21014-75.